Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Массотеплообмен в насадочных колонных аппаратах
1.1. Гидродинамические характеристики насадочных контактных устройств
1.2. Массо- теплообменные характеристики насадочных колонн
1.3. Хемосорбция в насадочных колоннах 25
1.4. Пути повышения эффективности процессов разделения в промышленных колонных аппаратах
Выводы. 37
ГЛАВА 2. Математическое моделирование хемосорбции и анализ работы колонн (К-7, К-8)
2.1. Технологическая схема узла щелочной очистки пирогаза 39
2.2. Алгоритм моделирования процесса разделения смесей в колоннах К-7 и К-8
2.3. Алгоритм нотарелочного расчета колонн К-7 и К-8 46
2.4. Диффузионная модель процесса хемосорбции в 50
насадочном аппарате
2.5. Анализ работы колонн К-7 и К-8 при существующей и повышенной нагрузках.
Выводы. 59
ГЛАВА 3. Разработка и экспериментальное исследование новой насадки .
3.1. Разработка и описание новой насадки
3.2. Экспериментальное исследование гидравлических и массообменных характеристик насадочных элементов .
3.2.1. Описание экспериментальной установки. 67
3.2.2 Разработка и описание схемы автоматизации установки
3.2.3. Методика экспериментальных исследований насадки
3.2.4. Результаты испытаний. 75
Выводы. 83
ГЛАВА 4. Реконструкция узла щелочной очистки .
4.1. Выбор варианта реконструкции узла щелочной очистки. 85
4.2. Определение эффективности узла щелочной очистки после реконструкции .
4.3. Результаты промышленной эксплуатации новой насадки. 88
4.4. Щелочная очистка пирогаза на установке газоразделения ЭП-60
4.4.1. Постановка задачи 90
4.4.2. Диагностика работы и реконструкция узла щелочной очистки пирогаза установки газоразделения ЭП-60(2)
Выводы.
Заключение
Литература
Приложения
- Массо- теплообменные характеристики насадочных колонн
- Алгоритм нотарелочного расчета колонн К-7 и К-8
- Экспериментальное исследование гидравлических и массообменных характеристик насадочных элементов
- Определение эффективности узла щелочной очистки после реконструкции
Массо- теплообменные характеристики насадочных колонн
В промышленности применяются разнообразные по форме и размерам насадки, изготовленные из различных материалов (керамика, сталь, пластмассы). Широко используются и до сих пор кольца Рашига, кольца Палля и седловидные насадки. В литературе зарубежных и отечественных авторов имеется большое количество экспериментальных исследований и расчетных зависимостей для колец Рашига различного диаметра и колец Палля.
Чаще всего в насадочных колоннах организовано противогочное движение фаз, т.е. таз (пар) движется снизу вверх, навстречу стекающей жидкости. При малых нагрузках по обеим фазам жидкость течет по элементу насадки в виде тонкой пленки, поэтому поверхностью контакта фаз является, в основном, смоченная поверхность насадки. Газ или пар также разделяются на ряд потоков, которые движутся в каналах сложной формы, образованных насадкой и стекающей жидкостью. Из-за небольшого гидравлического сопротивления пленочный режим получил наибольшее распространение при проведении процессов разделения и хорошо изучен /8, 9, 31 - 45/. Увеличение скорости газа в колонне до некоторого критического значения приводит к торможению жидкой фазы и ее подвисанию. Режим подвисания характеризуется нарушением пленочного течения жидкости. Скоросіь жидкости уменьшается, а толщина пленки и количество удерживаемой жидкости увеличивается. Это приводит к снижению свободного объема насадки и быстрому возрастанию сопротивления. В режиме подвисания смоченная поверхность насадки больше, чем в пленочном, что ведет к возрастанию интенсивности массопередачи. Значение критической скорости для конкретного типа насадки и разделяемой смеси находится по эмпирическим выражениям /46, 47/. Если скорость газа больше критической, то происходит прямоточное движение фаз (режим эмульгирования). При этом гидравлическое сопротивление насадочной колонны резко увеличивается, а процессы массо- и теплоотдачи значительно интенсифицируются /48 - 52/. Режим эмульгирования возникает в результате накопления такого количества жидкости в свободном объеме насадки, что происходит инверсия фаз и образование газожидкостной эмульсии. Этот режим соответствует максимальной эффективности насадочной колонны, но при этом сильно возрастает гидродинамическое сопротивление и поддержание этого режима представляет определенные трудности. Точка инверсии является пределом нагрузки насадочных абсорберов.
Существует также и четвертый режим - режим уноса, или режим обращенного движения жидкости, выносимой из аппарата газовым потоком. Этот режим характеризуется тем, что жидкость почти перестает поступать в насадку. Режим сопровождается резким снижением интенсивности массоотдачи и на практике не используется.
При больших скоростях потоков контакт между фазами осуществляется также и в свободном объеме насадки. Интенсивность взаимодействия фаз зависит от скорости их относительного движения, доли содержания дисперсной фазы, площади поверхности раздела и определяется конструкцией контактного устройства, режимными параметрами работы массообменного аппарата и физическими свойствами смесей. Часть поверхности насадки бывает смочена неподвижной жидкостью (застойные зоны). Основными характеристиками насадки, влияющими на массообменные и гидродинамические параметры аппарата, являются ее удельная поверхность а, и свободный объем є.
Результаты экспериментальных исследований различных насадок, представленные в работах /40, 53/ доказывают существование известных гидродинамических режимов. Скорость газа, соответствующую началу подвисания и захлебывания, находили по первой и второй точкам перегиба на полученных экспериментально кривых АР = f(wo). Опытные данные по газовым и жидкостным нагрузкам, соответствующие началу режимов подвисания и захлебывания для системы газ-вода, обработаны по уравнению Бейна и Хоутена: (I 1)16 Л / , \ 0.25/- \ 0.125 і Ц-й Ы , ал) где Wi - скорость газа, соответствующая началу режима захлебывания, м/с; а,- удельная поверхность насадки, м2/м3; рж и р, плотности жидкости и газа, кг/м3; \Хж— коэффициент динамической вязкости жидкости, мПа-с; g ускорение свободного падения; єга — удельный свободный объем насадки, м3/м3; L и G - массовые расходы жидкости и газа, кг/с. Представлены корреляции данных по этим режимам для исследуемых насадок. В работе /54/ предложен метод определения удерживающей способности по жидкости и гидравлического сопротивления насадки. Слой насадки представляется в виде набора различных каналов. Для описания задержки жидкости и гидравлического сопротивления сухой насадки рассматривают движение воздуха в вертикальных цилиндрических каналах. Такой подход, однако, не пригоден для описания сопротивления слоя орошаемой насадки. В этом случае предлагается рассматривать движение потоков жидкости и газа в каналах с сужениями. Приведены корреляции для удерживающей способности по жидкости в виде:
Алгоритм нотарелочного расчета колонн К-7 и К-8
Значительное влияние на массоперенос в слое насадки оказывает начальное распределение жидкости. Зависимость эффективности абсорбции в колоннах с кольцевыми насадками размером от 25x25 до 100x100 мм изучена в /107/. В работе /108/ исследовано влияние на эффективность работы насадочной колонны числа отверстий в распределителе жидкости. Количество отверстий Z, приходящихся на единицу площади поперечного сечения колонны. определяется выражением 4хЕ2 где q - коэффициент, зависящий от характеристики насадки в единице объема, м2/м3; е - доля свободного объема,
На основании опытных данных, полученных при ректификации смеси хлорбензол-этилбензол при давлении 6700 Па в колонне с различным видом упорядоченной и неупорядоченной насадки, а также абсорбции ІЧНз водой из смеси с воздухом, проанализировано влияние Z на эффективность колонны при различных нагрузках. Показано, что эффективность возрастает по мере увеличения числа отверстий до определенного предела Zmax, а затем практически не меняется. С уменьшением высоты слоя насадки сокращение Z приводит к большему снижению эффективности, чем при большой высоте слоя. Результаты исследования представлены на графиках и обобщены эмпирическими зависимостями. Теплообмен в насадочных колонных аппаратах изучался рядом авторов /109 - 111/. В /109/ были рассмотрены преимущества применения регулярных насадок в качестве контактных устройств в ректификационных колоннах воздухоразделительных установок. Приведен анализ методов расчета колонн с регулярной насадкой, разработана методика определения их гидравлических и массообменных характеристик, основанная на обобщении критериальных уравнений с использованием эмпирических данных.
В упоминавшейся ранее работе /79/ исследовались также и массообменные характеристики насадок ГИАП-НЗ и колец Палля. Первоначально они изучались в аппарате диаметром 312 мм на системе дымовой газ-расгвор МЭА в небольшом диапазоне нагрузок по жидкости (Lo 60 м3/час). Более широкие исследования массообменных характеристик осуществлялись путем определения коэффициентов массоотдачи в процессе десорбции диоксида углерода из воды. На основе произведенных замеров рассчитывали объемный коэффициент массоотдачи Ржа, который принимали равным коэффициенту массопередачи. Результаты массообменных испытаний насадок ГИАП-НЗ, колец Палля, Рашига и седел Инталлокс представлены в таблицах и корреляциях.
Из предварительных опытов, описанных в работе по абсорбции ССЬ водным раствором МЭА, можно видеть, что эффективность массообмена на седловидных насадках не менее чем на 20% превышает эффективность массообмена на кольцах Рашига. Эта разница возрастает с увеличением высоты слоя насадки. Кольца Палля также имеют более высокий по сравнению с кольцами Рашига объемный коэффициент массопередачи, особенно при L 40 м3/м2 ч. В /112/ приводятся результаты исследования коэффициентов массоотдачи по жидкой (при десорбции кислорода) и газовой (при десорбции нафталина) фазам в аппарате диаметром 2.58 см. В качестве насадочных тел использованы частицы CuOZnO диаметром 0.0541 и 0.291 см. Опытные данные по коэффициентам массоотдачи в жидкой фазе коррелируются выражением:
В случае абсорбции газов при проведении многих из наиболее распространенных промышленных процессов предполагается быстрая химическая реакция между растворенным газом и жидкой фазой. При этом преследуются две цели: 1) значительное повышение емкости единицы объема жидкости по отношению к газу, 2) увеличение коэффициента массоопередачи, если взаимодействие происходит настолько быстро, что реакция протекает вблизи границы раздела фаз, как только газ растворится. На скорость растворения оказывает влияние несколько факторов /113/. При исчезающе малых значениях константы скорости реакции жидкость становится насыщенной физически растворенным и иепрореагировавшим газом, тогда аппарат работает в условиях, когда химический процесс далек от завершения. При промежуточных значениях скоростей реакции вся масса жидкости становится доступной для химического взаимодействия, в растворе накапливается небольшое количество непрореагировавшего газа, и скорость абсорбции становится пропорциональной суммарному количеству жидкости, находящейся в аппарате. Наконец, при очень быстрых химических реакциях коэффициент массопередачи возрастает, т.к. процесс протекает вблизи границы раздела фаз, где диффузия носит критический характер. В таком случае скорость растворения оказывается пропорциональной полной поверхности, развитой в аппарате, а не объему жидкости. В Табл. 1 приводятся результаты расчета коэффициента массопередачи при абсорбции по литературным данным /113/.
Гипотетический идеальный растворитель, не обладающий сопротивлением в жидкой фазе и имеющий бесконечную химическую реакционную способность 105.4 В литературе приводятся и другие данные по экспериментальному исследованию абсорбции, сопровождаемой химической реакцией. Так, например, авторами /114/ предлагается метод очистки, основанный на поглощении S02 суспензией СаСОз. Его целесообразно применять в том случае, когда ставится задача только санитарной очистки без утилизации поглощаемого SCh и регенерации поглотителя. В этом случае поглощение SCh сопровождается следующими химическими реакциями: CaO+S02+2H20=CaC03«2H20 (1.32) CaC03+S02+H20=CaC03.2H20+C02 (1.33) При избытке S02 возможно образование растворимого бисульфита кальция: Са(ОН)2+2 S02=Ca(H2S03)2 (1.34) Наряду с поглощением SCh наблюдается частичное поглощение кислорода из газовой фазы и окисление сульфита кальция до сульфата кальция. CaC03+m02+H20=CaS V2H20 (1.35)
Показано применение нового метода на экспериментальной установке. Поглощение SCh осуществляли в аппарате с плоскопараллельной насадкой, характеризуемой низким гидравлическим сопротивлением и высокой производительностью /115/. Применение этого аппарата целесообразно для обработки больших объемов газа с низкой концентрацией SCh, содержащего также твердые примеси.
В опытный аппарат с поперечным сечением 140 х 140 мм общей высотой 2.8 м помещали б пакетов исследуемой насадки /114/. Пластины в соседних пакетах были повернуты на 90 в горизонтальной плоскости. Толщина пластин — 2 мм, расстояние между ними — 10 мм. Распределительным устройством для жидкости служил стакан с щелями шириной 4 мм, установленный непосредственно на пластины верхнего пакета. На орошение аппарата сверху подавалась суспензия [Са(ОН)г—от 10 до 12%, СаСОз—от 84 до 88%], которое осуществлялось в замкнутом цикле. Газ подавался вентилятором в нижний штуцер аппарата. Пройдя аппарат и брызгоуловитель, газ выбрасывался в атмосферу. Двуокись серы вводили в воздушный поток на расстоянии 4 м от входа газовоздушной смеси в аппарат. Газ на входе в аппарат и на выходе из него анализировали на содержание SCh. Пробу раствора для анализа отбирали из гидрозатворной трубы и определяли содержание кальция в виде СаСОз, CaS04, Са(ОН)2 и CaSOs.
Экспериментальное исследование гидравлических и массообменных характеристик насадочных элементов
Во второй главе рассмотрена технологическая схема узла щелочной очистки пирогаза установки Э-100 завода "Этилен" ОАО "Казаньоргсинтез". Разработан алгоритм моделирования процесса хемосорбции в насадочных колоннах. Представлена диффузионная модель процесса хемосорбции в колонном аппарате. Проведен анализ работы промышленных колонн на основе составленной модели.
Установка газоразделения Э-100 завода "Этилен" ОАО "Казаньоргсинтез" введена із эксплуатацию в 1974 году. Проектная мощность производства 100 тыс. тонн в год этилена с концентрацией 99.9% об. Установленная мощность на 1999 год составила 93 тыс. тонн этилена в год.
Пирогаз после пиролизных печей подвергается водной промывке от смол и кокса, после чего проводится его охлаждение (при этом происходит конденсация остаточной влаги и смол) и компрессия. Далее пирогаз проходит стадию щелочной очистки от СОг и H2S, осушается, поступает в колонну низкотемпературного разделения, из куба которой отбирается этан - этиленовая фракция (ЭЭФ). На следующем этапе ЭЭФ очищается от ацитилена и разделяется на этановую фракцию, направляемую в печи пиролиза, и товарный этилен.
На установке "Э-100" завода "Этилен" побочными продуктами пиролиза являются углекислый газ, угарный газ и сероорганические соединения. Необходимо отделить из потока пирогаза эти компоненты, снижающие качество товарного этилена. Общепринятая практика сводится к промывке технологического газа щелочным раствором в абсорбере. К типичным щелочным реагентам относятся водные растворы карбоната и бикарбоната калия либо натрия или моноэтаноламина /113/.
Абсорбционные колонны К-7 и К-8 предназначены для щелочной очистки пирогаза от углекислого газа, сероорганических соединений и сероводорода при помощи 10% раствора щелочи (NaOIi). По проекту в колоннах используется насадка из стальных колец Рашига диаметром 25 мм и 50 мм. В ходе эксплуатации колонн иа поверхности насадочных элементов осаждаются продукты полимеризации и соли. Техническое обслуживание колонн предусматривает промывку насадочных слоев для удаления отложений. Колонны К-7 и К-8, а так же вся технологическая обвязка этих колонн (рис.2.1) объединяются под понятием "узел щелочной очистки".
Пирогаз, содержащий до 1400 ппм объемных СС% от компрессора В-3 с расходом 18-32 т/ч под давлением 39 кгс/см2 поступает в нижнюю часть колонны К-7, в которой организовано две секции щелочной очистки. Каждая секция содержит два слоя насадки по 3.5 м. Секции отделены друг от друга глухой тарелкой. С верха колонны К-7 пирогаз подается в нижнюю часть колонны К-8, которая также поделена глухой тарелкой на две секции. Нижняя секция К-8 общей высотой 7 метров предназначена для щелочной очистки, а верхняя секция - для водной отмывки пирогаза. Верхняя секция содержит слой насадки высотой 3.5 метра и три колпачковые тарелки. Пирогаз, очищенный от СОг, отбирается с верха колонны К-8 и далее поступает в теплообменник Т-16. і IUUVHUJ в 1-/0
В узле щелочной очистки организована противоточная схема движения потоков жидкости и газа. Из емкости Е-17 химически чистая вода насосом Н-19 подается на верхнюю тарелку К-8. В насадочнои секции водной отмывки организована циркуляция орошающей воды насосом Н-18. Отработанная вода с глухой тарелки К-8 отводится в Е-18. Свежий раствор щелочи насосом Н-20 подается из Е-16 на орошение нижней секции К-8. Насос Н-17 обеспечивает циркуляцию щелочи в этой секции. Циркуляцию орошения в верхней секции К-7 осуществляет насос Н-14, на вход которого подается раствор NaOH с линии нагнетания Н-17. Через переливную трубку, установленную в глухой тарелке, жидкая фаза с верхней секции К-7 поступает в нижнюю. Отработанный раствор с низа колонны К-7 насосом Н-15 подается на орошение нижней секции, а так же отводится в Е-18. Таким образом, пирогаз, содержащий большое количество СОг, взаимодействует с отработанным раствором щелочи, а свежий раствор NaOH контактирует с практически очищенным пирогазом. В процессе работы К-7 и К-8 происходит накопление в слое насадки термополимера, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления слоев насадки в колоннах К-7 и К-8.
В настоящее время нагрузка по пирогазу на установку "Этилен - 100" составляет 29-31 т/час. Концентрация СОг изменяется в пределах от 100 до 1400 ппм об. Нестабильность содержания углекислого газа объясняется изменением состава исходной углеводородной смеси, поступающей на пиролиз. В периоды повышенной концентрации СОг колонны К-7 и К-8 обеспечивают очистку от углекислого газа до 18 - 19 ппм об, что соответствует предельно допустимым значениям. В дальнейшем на ОАО "Казаньоргсинтез" предполагаются мероприятия по реконструкции компрессорного оборудования. В таком случае нагрузка по пирогазу на колонны К-7 и К-8 увеличится до 36 т/час. При этом узел щелочной очистки должен обеспечить степень извлечения СОг, соответствующую качеству этилена высшей марки (содержание СОг в товарном этилене менее 10 ппм об.). Поэтому необходимо провести диагностику работы колонн К-7 и К-8 при нагрузках по пирогазу выше проектных и соответствующих действующему технологическому регламенту производства. Необходимо рассмотрел варианты реконструкции колонн, которые позволят повысить эффективность разделения, снизить гидравлическое сопротивление и уменьшить забивку насадки термополимерами. В связи с этим ставится задача повышения эффективности разделения в насадочных колоннах К-7 и К-8 с одновременным сокращением энергетических заїрах и расхода вспомогательных материалов. Для решения поставленной задачи необходимо составить математическую модель, рассмотреть работу узла щелочной очистки при существующих нагрузках, а также провести моделирование процесса хемосорбции в колоннах К-7 и К-8 при повышении производительности установки Э-100.
Блок- схема предлагаемого алгоритма моделирования процесса хемосорбции СОг и H2S раствором щелочи (NaOH) из пирогаза представлена на рис, 2.2. Исходными данными для расчета являются: высота слоя насадки Ні, ft в каждой из двух секций колонны К-7 и Нз, ft в колонне К-8; состав и расход пирогаза на входе в колонну К-7; состав и расход свежей воды, поступающей на орошение верхней секции колонны К-8; состав и расход свежего раствора щелочи, поступающего в нижнюю секцию К-8; расходы циркуляционного орошения четырех секций колонн; расход отработанного раствора щелочи, отбираемого из нижней секции колонны К-7.
Определение эффективности узла щелочной очистки после реконструкции
Такое конструктивное выполнение позволяет достичь высокого свободного объема насадки в аппарате за счет максимального исключения взаимного проникновения насадки и предотвращения плотного прилегания отдельных участков друг к другу с соответствующим блокированием части поверхности насадки.
Насадка работает следующим образом: газ, двигаясь по аппарату снизу вверх, проходит через слой насадки и контактирует с жидкостью, стекающей по насадке вниз. Жидкость, омывающая элементы насадки, сходит преимущественно с них в виде пленки. Это происходит за счет того, что геометрия насадки имеет гладкий гидравлический профиль и не содержит ломаных поверхностей и торчащих деталей, которые могли быть центром образования отдельных капель и струй. Пленочный характер стока жидкости с элементов насадки обеспечивает высокие массообменные характеристики насадки при минимальном значении уноса и способствует снижению гидравлического сопротивления. Наружная поверхность насадки образована гребнями симметричных выступов полос насадок, имеющих малый по сравнению с диаметром насадки радиус кривизны. Благодаря такой геометрии насадки контакт ее соседних элементов имеет почти точечный характер, что препятствует блокированию поверхности насадки и образованию застойных зон, которые могут возникнуть при контакте поверхностей с большим радиусом кривизны. Это особенно важно в случае присутствия в газовой и жидкой фазах примесей, склонных к полимеризации и образованию слоя твердых отложений на поверхности насадки. В этом случае уменьшается свободное сечение колонны, свободный объем и удельная поверхность насадки, что приводит к ухудшения ее рабочих характеристик.
Немаловажным является и то обстоятельство, что за счет изогнутой формы полос поверхность насадки более равномерно распределена по объему элемента насадки. Это в свою очередь благоприятно сказывается на равномерности распределения фаз внутри слоя насадки и способствует улучшению гидродинамических условий ее работы.
При равных с приведенными выше аналогичными насадками внешних размерах предлагаемая насадка имеет за счет более изогнутого профиля полос большую на 50% и более поверхность, а при равной толщине листового материала - большую жесткость от сдавливания весом вышележащего слоя.
Предлагаемая пасадка может использоваться также для работы с жидкими многофазными средами: для оснащения экстракционных колонн, перемешивания и разделения гетерогенных систем. Принцип ее работы в этих случаях аналогичен вышеприведенному, при этом роль газовой играет более легкая фаза
Достаточно несложная конструкция насадки позволяет изготавливать ее методом листовой штамповки, что снижает себестоимость ее изготовления. Характеристики насадочных элементов Инжехим - 2000 приведены ниже. Материал насадки листовая сталь 0.7 мм марки 09Г2С Размер элемента 70 х 40 х 35 мм Удельная поверхность 103 м2/м3 Удельный свободный объем 0.965 м3/м3 Количество элементов 13900 шт./м3 Насыпная плотность 278 кг/м3 Для расчета процесса разделения в промышленных колоннах с новой насадкой необходимо экспериментально определить следующие характеристики /164/: гидравлическое сопротивление, коэффициент продольного перемешивания, удерживающую способность, необходимые для расчета ВЭТС по предложенной математической модели (глава 2).
Для проведения гидравлических испытаний новой насадки создана экспериментальная установка /165/. Установка состоит (рис.3.2) из колонны 1 с внутренним диаметром 600 мм, воздуховода 2 с вентилятором 3 для подачи потока газа, водопровода 4, напорной 5 и накопительной 6 емкостей и насоса 7 для орошения для иасадочного слоя. В аппарате
Схема экспериментальной установки расположены следующие внутренние устройства: опорная решетка 8, распределитель газовой фазы 9, распределитель жидкой фазы 10. Для визуального наблюдения распределения жидкости предусмотрены окна 11. Для гидравлических испытаний при повышенных нагрузках по обеим фазам предусмотрена возможность установки внутрь колонны дополнительных стаканов с внутренним диаметром 370 и 250 мм.
В колонне организовано противоточпое движение фаз. Воздух от вентилятора по воздуховоду подается в нижнюю часть аппарата. Далее он проходит через ситчатый распределитель, в результате чего достигается равномерный профиль скорости на входе в слой насадки. В то же время жидкая фаза из напорной емкости подается на орошение слоя насадки в колонне. Предусмотрены две линии подачи орошения: с расходом 0 - 3.5 м3/ч и 3 - 8 м3/ч, соответственно. Для равномерного начального распределения жидкой фазы по сечению аппарата выше слоя насадки установлен трубчатый распределитель. Число точек орошения подобрано согласно рекомендациям /73/. Проходя через аппарат, жидкость распределяется по поверхности насадочных элементов, а газовая фаза занимает весь свободный объем аппарата. Далее жидкость поступает в накопительную емкость, а газ выбрасывается в атмосферу. Предусмотрена возможность возврата жидкости из накопительной емкости в напорную.
Эффективность средств автоматизации во многом определяется выбором комплекса технических средств (КТС), с помощью которых реализуются любые структуры управления. Система управления экспериментальной установкой спроектирована на базе серийно выпускаемых средств автоматизации и вычислительной математики, входящих в состав ГСП. Система предусматривает единую классификацию средств контроля и управления, унификацию входных и выходных сигналов, параметров питания, единых требований точности и надежности, введения единичного ряда габаритных и присоединительных размеров.
При выборе КТС учитывались следующие основные принципы: - система регулирования строится на базе серийных приборов ГСП; - виды и характер используемых продуктов, их активность; При выборе датчиков учитывались факторы метрологического и режимного характера: -допустимая погрешность; -инерционность датчика; -принципы измерения с гарантированной точностью; -влияние окружающей среды на нормальную работу датчика; -наличие недопустимых вибраций, магнитных, электрических полей. Выбор датчиков проводился в два этапа: -выбиралась и обосновывалась разновидность датчика; -определялся типоразмер выбранного датчика. Устройства получения информации предназначены для сбора и преобразования информации без изменения ее содержания о контролируемых и управляемых параметрах технологических процессов. Входом устройств являются естественные или унифицированные сигналы, выходом - соответствующие значения унифицированных сигналов. Основными характеристиками устройств являются: входная величина, воспринимаемая и преобразуемая датчиком; выходная величина, используемая для передачи информации; статическая характеристика датчика; порог чувствительности; основная и дополнительные погрешности.